Chương 1 TỔNG QUAN
1.2. ENZYME METHIONINE SULFOXIDE REDUCTASE (MSR) VÀ CƠ
1.2.3. Các thành viên trong họ enzyme MSR
Họ enzyme MSR ở vi khuẩn E. coli gồm ít nhất 6 thành viên khác biệt nhau về cơ chất đặc hiệu (dạng MetO tự do và/ hoặc liên kết trong chuỗi peptide), đồng phân quang học (S- hoặc R-) và vị trí trong tế bào (dạng hòa tan hay liên kết với màng tế bào). Đặc điểm của các MSR phân lập từ E. coli được tóm tắt trong bảng 1.2 [58].
Bảng 1.2. Các MSR ở vi khuẩn E. coli [58]
MSR
Cơ chất
Dạng tự do Dạng liên kết trong protein
Met-R-O Met-S-O Met-R-O Met-S-O
MSRA + + MSRB (+) + fRMSR + fSMSR + MSRA1 + Mem-R, S-MSR + + + +
Ghi chú: (+) hoạt tính xúc tác yếu.
Trong số 6 thành viên MSR liệt kê ở trên, MSRA và MSRB được nghiên cứu nhiều nhất. MSRA là một dạng enzyme phổ biến, được tìm thấy trong hầu hết các sinh vật từ vi khuẩn, thực vật đến động vật có vú, trong đó có cả người, cịn MSRB được ghi nhận ở tất cả các mô tế bào của sinh vật nhân chuẩn với những mức độ biểu hiện khác nhau [24]. Các MRSA có hoạt tính đối với Met-S-O ở trạng thái tự do cũng như trạng thái liên kết trong phân tử protein, trong khi do ái lực với cơ chất cực kỳ thấp các MSRB khử Met-R-O dạng tự do kém hiệu quả hơn dạng liên kết trong protein. Khi gây đột biến đồng thời MSRA/ MSRB, hoạt tính của các
MSR khác đã được phát hiện. Đầu tiên, hai enzyme dạng hòa tan được tách chiết từ
E. coli có khả năng xúc tác cho phản ứng khử 2 loại đồng phân S- và R- của các Met
tự do tương ứng được gọi là fSMSR và fRMSR. Trong một nghiên cứu về hoạt tính của các fMSR được tách chiết từ chủng E. coli kiểu dại và chủng bị đột biến MSRA hoặc MSRB hoặc cả MSRA/B, kết quả thu được cho thấy: ở tất cả chủng thử nghiệm, hoạt tính của fRMSR đối với các Met-R-O tự do đều cao và khá đồng đều, trong khi hoạt tính của fSMSR đối với các Met-S-O tự do ở chủng đột biến MSRA và MSRA/B chỉ còn 50% so với chủng kiểu dại và chủng đột biến MSRB. Như vậy, đột biến MSRA làm giảm khả năng khử MetO tự do, điều này có nghĩa là các fRMSR khử MetO dạng tự do hiệu quả hơn các fSMSR. Tiếp theo, một protein giống MSRA nhưng hoạt tính thấp, được gọi là MSRA1 cũng được phân lập từ E
coli. Enzyme này có khả năng khử các Met-S-O trong protein tương tự các MSRA
nhưng hầu như khơng có hoạt tính với Met-S-O tự do. Cuối cùng là một enzyme liên kết với màng tế bào có tên gọi mem-R, S-MSR, có thể khử đồng thời Met-R-O và Met-S-O dạng tự do cũng như dạng liên kết. Sự có mặt của NADPH là điều kiện cần thiết cho phản ứng khử của loại enzyme này, việc bổ sung thêm thioredoxin hoặc enzyme thioredoxin reductase có thể kích thích hoạt tính xúc tác gấp 2 lần. Lưu ý rằng chất khử DTT không thể thay thế cho NADPH hoặc hệ thống thioredoxin. Như vậy, các nghiên cứu ban đầu đã chỉ ra sự tồn tại của một loại MSR có hoạt tính khử với tất cả các dạng MetO, tuy nhiên những nỗ lực trong việc tinh sạch loại enzyme này vẫn chưa đạt được thành công [58].